專利名稱：光學(xué)元件的偏心調(diào)整組裝方法以及偏心調(diào)整組裝裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種光學(xué)元件的偏心調(diào)整組裝方法以及偏心調(diào)整組裝裝置，其基于對 組透鏡等光學(xué)元件的被測面照射測量光而形成的指標(biāo)像(指摘像)的坐標(biāo)數(shù)據(jù)測量被檢光 學(xué)元件的偏心量，并調(diào)整該偏心的同時(shí)組裝被檢光學(xué)元件組體。
背景技術(shù)：
以往以來公知有，在制造使用透鏡的裝置的工序中，測量各透鏡的偏心量，基于該 測量值而使偏心減輕以使透鏡保持在透鏡框(透鏡鏡筒)內(nèi)的方法。其中，作為測量透鏡的 偏心量的方法公知有，應(yīng)用稱為自準(zhǔn)直法的測量方法的方法(參考下述專利文獻(xiàn)1 3)。在這些偏心量測量方法中，使被檢光學(xué)元件以規(guī)定(所定)軸為中心旋轉(zhuǎn)的同時(shí) 在被測面照射投影規(guī)定形狀的指標(biāo)圖案的測量光，并使由來自被測面的反射光或透射光形 成的指標(biāo)像成像于攝像面上。該指標(biāo)像在每個(gè)被測面的旋轉(zhuǎn)位置拍攝，并在每個(gè)旋轉(zhuǎn)位置 求出該像中心點(diǎn)的坐標(biāo)。若被測面偏心，則在該每個(gè)旋轉(zhuǎn)位置拍攝的指標(biāo)像的各像中心點(diǎn)， 在相對于攝像面設(shè)定的坐標(biāo)系中分布成沿著1個(gè)圓，所以可以從其分部狀況求出被測面的 偏心量。具體而言，求出適合于各像中心點(diǎn)的圓(以下稱為“近似圓”)并將該中心作為測 量基準(zhǔn)點(diǎn)設(shè)定，可以將從該測量基準(zhǔn)點(diǎn)至任意的像中心點(diǎn)為止的距離或近似圓的半徑作為 被測面的偏心量求出。并且，被檢透鏡的偏心量基于針對該表里各面求出的上述圓的中心點(diǎn)彼此的距離 來計(jì)算。利用這種方法測量被檢透鏡的偏心量，并基于該測量值進(jìn)行調(diào)整被檢透鏡的位置 的處理，以使偏心量成為0。專利文獻(xiàn)1 日本專利公開2005-55202號公報(bào)專利文獻(xiàn)2 日本專利公開2007-17431號公報(bào)專利文獻(xiàn)3 日本專利公開2007-327771號公報(bào)然而，在上述方法中，對被檢透鏡成為單透鏡的情況進(jìn)行了說明，但在各種透鏡系 統(tǒng)中，也公知有將多片透鏡配置在同軸的、組透鏡類型的方法。但在這些組透鏡中，在每個(gè) 各透鏡如何進(jìn)行透鏡偏差量的測量、偏心的調(diào)整以及透鏡的組裝才能高精度且有效的這一 點(diǎn)，沒有確立明確的方法。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明是鑒于這種情況而完成的，其目的在于，提供一種在被檢光學(xué)元件為將多 片光學(xué)元件配置于同軸的元件時(shí)，作為系統(tǒng)整體可高精度且有效地進(jìn)行光學(xué)元件的偏心量 的測量、偏心的調(diào)整以及光學(xué)元件的組裝的光學(xué)元件的偏心調(diào)整組裝方法以及偏心調(diào)整組
農(nóng)農(nóng)且。本發(fā)明所涉及的光學(xué)元件的偏心調(diào)整組裝方法，在多個(gè)光學(xué)元件在鏡筒內(nèi)同軸上排列而成的被檢光學(xué)元件組體中，測量該光學(xué)元件各自的偏心量，且調(diào)整該偏心量的同時(shí) 進(jìn)行該被檢光學(xué)元件組體的組裝，其特征在于，首先，在應(yīng)構(gòu)成上述被檢光學(xué)元件組體的各光學(xué)元件中，僅將應(yīng)配置于排列方向 中任意一方端部的第1光學(xué)元件配置在上述同軸上，并測量該第1光學(xué)元件的偏心量，基于 該測量值調(diào)整該第1光學(xué)元件的設(shè)定位置，以使該第1光學(xué)元件的偏心量變小，在該調(diào)整的 位置使該第1光學(xué)元件保持在鏡筒，接著，將應(yīng)該相對于該第1光學(xué)元件而鄰接配置于與上述測量光的入射側(cè)相反側(cè) 的第2光學(xué)元件配置在上述同軸上，并測量該第2光學(xué)元件的偏心量，基于該測量值調(diào)整該 第2光學(xué)元件的設(shè)定位置以使得該第2光學(xué)元件的偏心量變小，在該調(diào)整后的位置使該第 2光學(xué)元件保持于鏡筒。以后，同樣地，以后，同樣地，對于應(yīng)鄰接配置于與上述測量光的入射側(cè)相反側(cè)的 光學(xué)元件，依次一邊測量上述偏心量一邊調(diào)整上述設(shè)定位置，并使其保持在鏡筒。并且，優(yōu)選上述偏心量的測量通過以下進(jìn)行，即在被測面照射投影規(guī)定指標(biāo)圖案 的測量光，使上述被測面以規(guī)定軸為中心旋轉(zhuǎn)的同時(shí)，在每個(gè)不同的至少3個(gè)旋轉(zhuǎn)位置或 每個(gè)相隔180度的2個(gè)旋轉(zhuǎn)位置拍攝由來自該被測面的反射光或透射光形成于攝像面的指 標(biāo)像，在相對于上述攝像面設(shè)定的坐標(biāo)系中分別特定在每個(gè)該旋轉(zhuǎn)位置拍攝的各指標(biāo)像的 像中心點(diǎn)的坐標(biāo)，基于該特定的各像中心點(diǎn)的坐標(biāo)數(shù)據(jù)測量上述被測面的偏心量。并且，優(yōu)選上述光學(xué)元件的偏心量的測量如下進(jìn)行，即對上述光學(xué)元件的表里面 各自，特定通過上述規(guī)定每個(gè)各旋轉(zhuǎn)角度的上述指標(biāo)像的圓，并求出特定的該圓的中心點(diǎn) 的坐標(biāo)，之后，計(jì)算求出的、對上述光學(xué)元件的表里面各自的上述圓的中心點(diǎn)的坐標(biāo)差，將 該計(jì)算出的值設(shè)為上述光學(xué)元件的偏心量。另一方面，本發(fā)明所涉及的光學(xué)元件的偏心調(diào)整組裝裝置，多個(gè)光學(xué)元件在鏡筒 內(nèi)同軸上排列而成的被檢光學(xué)元件組體中，測量該光學(xué)元件各自的偏心量，且調(diào)整該偏心 量的同時(shí)進(jìn)行該被檢光學(xué)元件組體的組裝，其特征在于，具備光學(xué)元件配置機(jī)構(gòu)，在上述同軸上從上述測量光的入射側(cè)依次配置應(yīng)構(gòu)成上述被 檢光學(xué)元件組體的各光學(xué)元件；偏心量測量機(jī)構(gòu)，當(dāng)每次在上述同軸上配置上述光學(xué)元件時(shí)，使用上述測量光測 量該配置的上述光學(xué)元件的偏心量；設(shè)定位置調(diào)整機(jī)構(gòu)，根據(jù)該測量結(jié)果調(diào)整該光學(xué)元件的設(shè)定位置，以使該光學(xué)元 件的偏心量變?。还鈱W(xué)元件保持機(jī)構(gòu)，在該調(diào)整的位置使該光學(xué)元件保持在鏡筒。并且，優(yōu)選上述光學(xué)元件配置機(jī)構(gòu)具備有輸送上述光學(xué)元件各自的光學(xué)元件吸附 機(jī)構(gòu)。并且，優(yōu)選上述光學(xué)元件配置機(jī)構(gòu)具備多個(gè)配置于上述光學(xué)元件的周圍且為調(diào)整 該光學(xué)元件的偏心量、僅按壓該光學(xué)元件的側(cè)面微小量的壓電元件。另外，優(yōu)選上述多個(gè)壓電元件構(gòu)成相對同一光學(xué)元件進(jìn)行協(xié)同調(diào)整的組，具備使 上述壓電元件移動至與該光學(xué)元件各自對應(yīng)的位置，以便可依次對上述多個(gè)光學(xué)元件各自 調(diào)整偏心量的PZT移動機(jī)構(gòu)，該P(yáng)ZT移動機(jī)構(gòu)具備使上述壓電元件向上述光學(xué)元件的排列方向移動的PZT上下方移動機(jī)構(gòu)以及進(jìn)行向上述光學(xué)元件的徑向出入上述壓電元件的操 作的PZT水平方向移動機(jī)構(gòu)。本發(fā)明所涉及的光學(xué)元件的偏心調(diào)整組裝方法中，設(shè)成如下，即在應(yīng)構(gòu)成被檢光 學(xué)元件組體的各光學(xué)元件中，僅將應(yīng)配置于光學(xué)元件排列方向中任意一方端部的第1光學(xué) 元件配置在上述同軸上，并測量該第1光學(xué)元件的偏心量，基于該測量值調(diào)整該第1光學(xué)元 件的設(shè)定位置，以使該第1光學(xué)元件的偏心量變小，在該調(diào)整的位置使該第1光學(xué)元件保持 在鏡筒，接著，將應(yīng)相對于該第1光學(xué)元件而鄰接配置于與上述測量光的入射側(cè)相反側(cè)的 第2光學(xué)元件配置在上述同軸上，并測量該第2光學(xué)元件的偏心量，基于該測量值調(diào)整該第 2光學(xué)元件的設(shè)定位置，以使該第2光學(xué)元件的偏心量變小，在該調(diào)整的位置使該第2光學(xué) 元件保持在鏡筒，以后，同樣地，對于應(yīng)鄰接與上述測量光的入射側(cè)相反側(cè)而配置的光學(xué)元 件，依次測量上述偏心量的同時(shí)調(diào)整上述設(shè)定位置而使其保持在鏡筒。從而，由于各光學(xué)元件成為從測量光的入射側(cè)依次調(diào)整偏心量的同時(shí)保持于鏡 筒，所以例如，在測量第2光學(xué)元件的偏心量時(shí)，也可以不考慮已經(jīng)保持的第1光學(xué)元件的 偏心量，此時(shí)測量的偏心量可作為起因于第2光學(xué)元件的偏心量來使用。相同地，之后，被 測量偏心量的光學(xué)元件不需考慮目前為止已調(diào)整、保持的光學(xué)元件的偏心量的影響，而可 以僅作為該光學(xué)元件的偏心量。從而，組裝對象是在同軸配置多片光學(xué)元件的被檢光學(xué)元件組體時(shí)，作為系統(tǒng)整 體可高精度且有效地進(jìn)行光學(xué)元件的偏心量的測量、偏心的調(diào)整以及光學(xué)元件的組裝。并且，本發(fā)明所涉及的光學(xué)元件的偏心調(diào)整組裝裝置中，具備光學(xué)元件配置機(jī) 構(gòu)，從測量光的入射側(cè)依次在同軸上配置應(yīng)構(gòu)成被檢光學(xué)元件組體的各光學(xué)元件；偏心量 測量機(jī)構(gòu)，當(dāng)將上述光學(xué)元件配置于上述同軸上時(shí)，使用上述測量光測量該配置的上述光 學(xué)元件的偏心量；設(shè)定位置調(diào)整機(jī)構(gòu)，根據(jù)該測量結(jié)果調(diào)整該光學(xué)元件的設(shè)定位置，以使該 光學(xué)元件的偏心量變?。还鈱W(xué)元件保持機(jī)構(gòu)，在該調(diào)整的位置使該光學(xué)元件保持在鏡筒。從 而，組裝對象是在同軸配置多片光學(xué)元件的被檢光學(xué)元件組體時(shí)，作為系統(tǒng)整體可高精確 度且有效地進(jìn)行光學(xué)元件的偏心量的測量、偏心的調(diào)整以及光學(xué)元件的組裝。


圖1是表示本發(fā)明的一實(shí)施方式所涉及的光學(xué)元件的偏心調(diào)整組裝方法的順序 的流程圖。圖2是用于說明使用于圖1所示的偏心調(diào)整組裝方法的偏心調(diào)整組裝裝置的簡要 圖。圖3是用于說明在圖1所示的實(shí)施方式方法中用于進(jìn)行偏心調(diào)整操作的方法的簡 要圖(㈧是2點(diǎn)調(diào)整法、⑶是3點(diǎn)調(diào)整法)。圖4是用于說明圖1所示的實(shí)施方式方法的主要部分的簡要圖(從下方的測量)。圖5是用于說明圖1所示的實(shí)施方式方法的主要部分的簡要圖(從上方的測量)。圖6是用于說明本實(shí)施方式裝置的PZT移動機(jī)構(gòu)的概念圖。圖7是表示進(jìn)行從上方的測量的，偏心調(diào)整組裝裝置的簡要圖。圖中1、201-偏心調(diào)整組裝裝置，5、5A、5B、205_被檢透鏡組體，10、210_測量頭， 11、211-光源，12、212_ 分度線(> f 夕 > )板，13、213_ 束分離器(匕· 一 Λ ζ / y 夕)，14,214-準(zhǔn)直透鏡，15,215-物鏡，16,216-攝像元件，17,217-攝像照相機(jī)，20,220-底座 (基臺)，21、221_載置構(gòu)件，22、222-XY軸載物臺(7歹一夕)，23、223_旋轉(zhuǎn)載物臺，30、 230-分析運(yùn)算部，31,231-分析載置，32,232-圖像顯示裝置，33,233-輸入裝置，40、240_Ζ 軸載物臺，41、241-支承部，41Α-水平方向移動機(jī)構(gòu)，41Β-上下方向移動機(jī)構(gòu)，42、242_導(dǎo) 向部，43、243_ 可動部，51、51Α C、52、251、252-透鏡，51a、51b、52a、52b、251a、251b、252a、 252b-透鏡面，53、61A、61B、253-透鏡鏡筒(透鏡框)，62A E-PZT (壓電元件)，62Aa Ea-按壓前端部，63-間隔環(huán)，F(xiàn)-光會聚點(diǎn)，Z、L-光軸，E-旋轉(zhuǎn)軸。
具體實(shí)施例方式以下，參照附圖對本發(fā)明所涉及的實(shí)施方式進(jìn)行詳細(xì)說明。圖2是使用于本發(fā)明 的一實(shí)施方式所涉及的光學(xué)元件的偏心調(diào)整組裝方法的裝置的簡要結(jié)構(gòu)圖。即，該偏心調(diào)整組裝裝置1測量被檢透鏡組體5的各被檢透鏡的偏心量，并調(diào)整成 該測量的偏心量大致成為0，在此狀態(tài)下具備如下構(gòu)成測量頭10、可旋轉(zhuǎn)地保持被檢透鏡 組體5的底座20、進(jìn)行用于計(jì)算偏心量的各種運(yùn)算等的分析運(yùn)算部30、在圖中上下方向可 移動地保持測量頭10的Z軸載物臺40。上述測量頭10具備輸出照射在上述被檢透鏡組體5的光束的光源11、使從光源 11輸出的光束通過的，例如具有十字形的縫隙(以下稱為“分度線”)的分度線板12、將來 自分度線板12的光束朝向圖中上方反射的束分離器13、將入射的光束設(shè)為平行光束的準(zhǔn) 直透鏡14、使平行光束會聚于光會聚點(diǎn)F的物鏡15、搭載CCD或CMOS等攝像元件16的攝 像照相機(jī)17。另一方面，上述被檢透鏡組體5將2片透鏡51、52保持在鏡筒53內(nèi)而構(gòu)成(在本 實(shí)施方式中，為方便說明，而對組體5由2片透鏡構(gòu)成的情況進(jìn)行說明，但對組體5由3片 以上的透鏡構(gòu)成的情況也同樣可以進(jìn)行處理)，并構(gòu)成為在該透鏡51、52的各透鏡面51a、 51b，52a、52b中，透鏡52的圖中下側(cè)的透鏡面52a的焦點(diǎn)面(透鏡面52a的焦點(diǎn)(近軸的 曲率中心)C3所處的面；省略圖示)位于比透鏡51的圖中下側(cè)的透鏡面51a更靠圖中下 方。上述底座20具備以下構(gòu)成載置上述被檢透鏡組體5的載置構(gòu)件21、支承該載置 構(gòu)件21的XY軸載物臺22以及旋轉(zhuǎn)載物臺23。XY軸載物臺22是在進(jìn)行載置于載置構(gòu)件 21的被檢透鏡組體5和測量頭10的位置調(diào)整時(shí)使用的載物臺，并構(gòu)成為可以向與該被檢透 鏡組體5的光軸L垂直的方向移動載置于載置構(gòu)件21的被檢透鏡組體5。并且，旋轉(zhuǎn)載物 臺23構(gòu)成為可以使載置于載置構(gòu)件21的被檢透鏡組體5以圖示的旋轉(zhuǎn)軸E作為中心進(jìn)行 旋轉(zhuǎn)。并且，在XY軸載物臺22以及旋轉(zhuǎn)載物臺23的各中央部穿設(shè)有續(xù)于載置構(gòu)件21的 貫穿孔，通過該貫穿孔能夠進(jìn)行測量頭10和被檢透鏡51、52之間的光束的入射出射。并且，上述分析運(yùn)算部30具備以下構(gòu)成進(jìn)行測量時(shí)拍攝的各圖像分析等的、由 計(jì)算機(jī)等構(gòu)成的分析裝置31、顯示分析結(jié)果或各圖像等的圖像顯示裝置32、用于進(jìn)行對分 析裝置31的各種輸入的輸入裝置33。并且，構(gòu)成被檢透鏡組體5的各被檢透鏡51、52在鏡筒53內(nèi)同軸上依次配置，但 優(yōu)選構(gòu)成為通過自動裝置進(jìn)行該各被檢透鏡51、52的輸送以及設(shè)置。在這種情況下，優(yōu)選 自動裝置具備，例如能夠通過可撓(7 > *〉O ^ )吸盤真空吸附透鏡表面的、透鏡吸附機(jī)構(gòu)。并且，優(yōu)選具備保持透鏡吸附機(jī)構(gòu)而使之移動的移動臂機(jī)構(gòu)等。并且，被檢透鏡組體5通過圖3 (A)或圖3 (B)所示的偏心量調(diào)整機(jī)構(gòu)進(jìn)行偏心調(diào) 整，以使上述測量的偏心量接近0 (優(yōu)選使之成為0)。即，圖3(A)是表示用于實(shí)施使用2個(gè)PZT進(jìn)行偏心調(diào)整的2點(diǎn)調(diào)整法的方式的 圖，沿將各透鏡51、52保持于規(guī)定位置而構(gòu)成的透鏡鏡筒61的外周面配置具有可撓性的圓 柱形的調(diào)整工具65。對應(yīng)于透鏡鏡筒61的各透鏡配設(shè)位置，在其周方向每90度設(shè)有貫穿 壁部的孔部66，在調(diào)整工具65設(shè)有與這些孔部66嵌合而抵接于透鏡51、52的凸部67。另 外，設(shè)有具有按壓前端部62Aa、Ba的PZT62A、B，以使能夠按壓這些凸部67中鄰接的2個(gè)凸 部67。并且，圖3 (B)是表示用于實(shí)施使用3個(gè)PZT進(jìn)行偏心調(diào)整的3點(diǎn)調(diào)整法的方式的 圖，將各透鏡51、52保持于規(guī)定位置而構(gòu)成的透鏡鏡筒61A的每個(gè)周方向120度設(shè)有貫穿 壁部的孔部66A，并設(shè)有與這些孔部66A各自嵌合而抵接于透鏡51的側(cè)面的PZT62C、D、E 的按壓前端部62Ca、Da、Ea。并且，即使在圖3(A)以及圖3(B)所示的任一方式中，PZT62A、B、C、D、E也可以分 別在構(gòu)成被檢透鏡組體5的每個(gè)各被檢透鏡51、52設(shè)置，可以做成以與1個(gè)被檢透鏡51、 52對應(yīng)的量(分)設(shè)置PZT62A、B、C、D、E，并且具備使之向透鏡排列方向移動的PZT上下 方向移動機(jī)構(gòu)。并且，這些PZT62A、B、C、D、E的移動、驅(qū)動等的控制根據(jù)存儲在并設(shè)于上述 分析裝置31的控制部的程序進(jìn)行即可。并且，如上述，在設(shè)置使PZT62A、B、C、D、E向透鏡 排列方向移動的PZT上下方向移動機(jī)構(gòu)時(shí)，由于需要暫且通過PZT水平方向移動機(jī)構(gòu)進(jìn)行 使PZT62A、B、C、D、E沿透鏡的徑向出入(出L·入Λ )的操作，所以優(yōu)選構(gòu)成為這種ΡΖΤ62Α、 B、C、D、E的取入的操作所涉及的控制，也根據(jù)存儲在并設(shè)于上述分析裝置31的控制部的程 序而進(jìn)行。以下，用圖1的流程圖說明本實(shí)施方式所涉及的光學(xué)元件的偏心調(diào)整組裝方法。該光學(xué)元件的偏心調(diào)整組裝方法，首先，僅安裝位于最靠測量光入射側(cè)的第1透 鏡(Si)。其次，使用圖2所示的偏心調(diào)節(jié)組裝裝置1測量該第1透鏡的偏心量(S2)。其次，基于在上述步驟2 (S2)中測量的偏心量，用后述的式(A)、(B)等計(jì)算第1透 鏡的位置調(diào)整量(S3)。其次，使用圖3 (A)、(B)等所示的偏心調(diào)整機(jī)構(gòu)等，調(diào)整第1透鏡的偏心，以使該偏 心量接近0 (S4)。其次，與上述步驟2(S2)的偏心量的測量相同地，再次測量第1透鏡的偏心量。其次，判斷在上述步驟5 (S5)中測量的偏心量是否成為規(guī)定(所定)的臨界值以 下，即，例如判斷已成為可以忽視程度的較小的值(S6)。其次，上述步驟6(S6)的判斷的結(jié)果，若判斷成規(guī)定的臨界值以下，則進(jìn)入步驟 7 (S7)，若判斷成大于規(guī)定的臨界值，則返回步驟3 (S3)，與上述步驟3 (S3)中的位置調(diào)整量 的計(jì)算相同地，使其基于測量的偏心量計(jì)算第1透鏡的位置調(diào)整量(S3)。另一方面，上述步驟6 (S6)的判斷的結(jié)果，若判斷成規(guī)定的臨界值以下，則進(jìn)入步 驟7 (S7)，如圖4所示，在該步驟7 (S7)中，以位置調(diào)整第1透鏡的狀態(tài)粘合(接著)保持于透鏡鏡筒61的內(nèi)部。之后，判斷是否存在應(yīng)安裝的下一個(gè)透鏡，若該判斷結(jié)果是不存在下一個(gè)透鏡，則 結(jié)束該例程(&一 + >)，另一方面若還存在下一個(gè)透鏡，則使其進(jìn)行對于該透鏡的步驟 1 7(S1 7)的處理。結(jié)果，對構(gòu)成被檢透鏡組體5的所有的透鏡依次進(jìn)行偏心調(diào)整以及向鏡筒61內(nèi)的 粘合保持，結(jié)束組裝。以下，用圖4對各透鏡51A、B、C的調(diào)整順序進(jìn)行說明。另外，在該例子中由3片透鏡構(gòu)成被檢透鏡組體5。如圖4的概念圖所示，來自配置于下方的測量頭10的物鏡15的測量光按透鏡 51A、透鏡51B、透鏡51C的配設(shè)位置順序進(jìn)行。在本實(shí)施方式的方法中，按測量光入射的順序進(jìn)行透鏡51A、B、C的偏心量測量、 偏心調(diào)整以及透鏡51A、B、C的鏡筒61內(nèi)的粘合保持的一系列處理(在圖4中，(A)、⑶、 (C)的順序)。另外，各透鏡間的處理切換通過將Z軸載物臺40向圖中上下方向驅(qū)動而重 新對準(zhǔn)于成為各透鏡的測量基準(zhǔn)的位置而進(jìn)行。即，例如通過將物鏡15的焦點(diǎn)位置F對準(zhǔn) 于應(yīng)測量的透鏡面的焦點(diǎn)位置(例如C3)而進(jìn)行。以這種順序組裝透鏡，則進(jìn)行透鏡51A的偏心調(diào)整后進(jìn)行透鏡51B的偏心量測量， 所以此時(shí)測量的偏心量中基本不包含透鏡51A的偏心量而基于該測量值僅進(jìn)行透鏡51B的 偏心調(diào)整即可。并且，其次，進(jìn)行透鏡51C的偏心量測量，但此時(shí)測量的偏心量中大致不包 含透鏡51A或51B的偏心量而基于此時(shí)的測量值僅進(jìn)行透鏡51C的偏心調(diào)整即可。另外， 如此將測量頭10配置于下方時(shí)，也可以不設(shè)置如圖5所示的、間隔保持用的間隔環(huán)63。并且，與上述相反，若以與測量光入射的順序相反的順序進(jìn)行透鏡51A、B、C的偏 心量測量、偏心調(diào)整以及透鏡51A、B、C的鏡筒61內(nèi)的粘合保持，則即使是暫且進(jìn)行偏心調(diào) 整的透鏡，在進(jìn)行其次透鏡的偏心量測量時(shí)，也導(dǎo)致測量成具有偏心，構(gòu)成組透鏡的各透鏡 的偏心調(diào)整或透鏡組裝變得極其復(fù)雜，所以不優(yōu)選。并且，上述透鏡51A、B、C的鏡筒61A內(nèi)的粘合保持優(yōu)選使用紫外線固化(硬化) 型粘合劑等，此時(shí)，優(yōu)選在鏡筒61A附近配設(shè)紫外線照射光源，并控制成僅在需要粘合固定 的時(shí)刻驅(qū)動光源。另外，優(yōu)選此時(shí)的控制也構(gòu)成為根據(jù)存儲在并設(shè)于上述分析裝置31的控 制部的程序進(jìn)行。根據(jù)本實(shí)施方式方法，通過將進(jìn)行透鏡的偏心量的測量、偏心調(diào)整以及透鏡的粘 合保持的一連串處理的透鏡的順序從測量光的入射側(cè)設(shè)置，可簡單且有效地進(jìn)行被檢透鏡 的偏心調(diào)整以及粘合保持。另外，本發(fā)明方法不限于如圖4所示的將測量頭10配置在下方的情況，例如如圖5 所示，可以將測量頭10配置在上方，利用從該測量頭10的物鏡15出射的測量光也可以進(jìn) 行，可以體現(xiàn)大致相同的作用效果。另外，此時(shí)重要的是，在各透鏡51A、B、C之間配置間隔 保持用的周知的間隔環(huán)。并且，上述情況下，按測量光入射的順序，即如透鏡51A、透鏡51B、透鏡51C，從圖 中上方側(cè)依次進(jìn)行偏心量測量、偏心調(diào)整以及透鏡51的鏡筒61內(nèi)的粘合保持的各處理 (在圖5中，以(A)、(B)、(C)的順序)。并且，如圖6所示，本實(shí)施方式裝置作為？211移動機(jī)構(gòu)具備使？21624、8、(、0』向透鏡排列方向移動的PZT上下方向移動機(jī)構(gòu)41B以及進(jìn)行使PZT62A、B、C、D、E沿透鏡的徑 向進(jìn)行出入操作的PZT水平方向移動機(jī)構(gòu)41A。圖6是用于說明這些機(jī)構(gòu)的具體的工作方 式的簡要圖。另外，實(shí)際上，從透鏡51A、B、C的周圍的3方向，如圖3 (B)所示將PZT62C、D、 E相對于各透鏡51A、B、C起作用的圖，但在圖6中為方便說明，主要著眼于PZT62C的操作 進(jìn)行說明。S卩，如圖6㈧所示，與位于透鏡鏡筒61A最下段的透鏡51A的側(cè)面相面對的 PZT62C的按壓前端部(頭)62Ca插入到透鏡鏡筒6IA的孔部66A，該按壓前端部62Ca的相 對于透鏡51A的按壓位置調(diào)整操作通過根據(jù)存儲在并設(shè)于上述的分析裝置31的控制部的 程序使按壓前端部62Ca僅移動微小量來進(jìn)行，以使得將該透鏡51A高精度地設(shè)定在正規(guī) (正規(guī))的位置。另外，對于PZT62D、E(參照圖3(B))的按壓前端部(頭)62Da、Ea，也進(jìn) 行與按壓前端部62Ca相同的操作，所以結(jié)果成為利用按壓前端部62Ca、62Da、Ea從其周圍 的3方向進(jìn)行透鏡51A的位置調(diào)整。如此若透鏡51A的按壓位置調(diào)整操作結(jié)束，則接著依次進(jìn)行透鏡51B、透鏡51C的 同樣的按壓位置調(diào)整操作。圖6(B)是表示進(jìn)行透鏡51B的按壓位置調(diào)整操作時(shí)的情況，該 按壓位置調(diào)整操作本身與上述透鏡51A的按壓位置調(diào)整操作相同地進(jìn)行，但在從圖6 (A)的 狀態(tài)到圖6(B)的狀態(tài)的PZT62C的移動操作中，由于不使PZT62C沿水平方向(例如X方向) 移動而無法使其以原來狀態(tài)沿上方向(圖面中Z方向)移動，所以具備使PZT62C向水平方 向移動的PZT水平移動機(jī)構(gòu)41A。S卩，從圖6(A)所示的狀態(tài)，通過由PZT水平移動機(jī)構(gòu)4IA 使PZT62C向水平方向(圖中左方向)移動，從而從透鏡鏡筒61A的孔部66A拔出PZT62C 的按壓前端部62Ca。以此狀態(tài)通過PZT上下方向移動機(jī)構(gòu)41B使PZT62C向上方向(Z方 向)僅移動預(yù)定的規(guī)定距離，PZT62C的按壓前端部62Ca移動至與對應(yīng)于透鏡51B的孔部 66A相面對的位置。接著，通過由PZT水平方向移動機(jī)構(gòu)41A使PZT62C向接近于透鏡51B 的方向移動，PZT62C的按壓前端部62Ca插入到與透鏡51B對應(yīng)的孔部66A，從而設(shè)定成圖 6(B)的狀態(tài)。如此，在本實(shí)施方式裝置中，由于具備進(jìn)行使PZT62C、D、E沿透鏡的徑向出入的操 作的PZT水平方向移動機(jī)構(gòu)41A，以及使PZT62C、D、E向透鏡排列方向移動的PZT上下方向 移動機(jī)構(gòu)41B，所以通過1個(gè)透鏡位置調(diào)整機(jī)構(gòu)可簡單且順利進(jìn)行多片透鏡的調(diào)整。另外，之后，使PZT62C移動至進(jìn)行透鏡51C的位置調(diào)整的位置，但此時(shí)的透鏡位置 調(diào)整機(jī)構(gòu)的移動操作也可以與上述操作同樣地進(jìn)行。并且，即使在如圖3(A)所示的方式 下，對于各PZT62A、B (各按壓前端部62Aa、Ba)使其通過利用PZT水平方向移動機(jī)構(gòu)41A和 PZT上下方向移動機(jī)構(gòu)41B進(jìn)行移動，可相同地進(jìn)行移動操作。并且，在如圖3(A)所示那樣 設(shè)有抵接于各透鏡51A、B、C的凸部67時(shí)，或者在如相當(dāng)于上述的按壓前端部62Ca、Da、Ea 的一部分的棒狀頭構(gòu)件已獨(dú)立地分別插入于與各透鏡51A、B、C對應(yīng)的孔部66內(nèi)時(shí)，通過 PZT62A、B、C、D、E從外方按壓上述凸部67、上述棒狀頭構(gòu)件的外方端部即可，所以這種情況 下，并不一定需要上述的PZT水平方向移動機(jī)構(gòu)41A，根據(jù)PZTA、B, C、D、E的沖程，也可以 僅通過PZT上下方向移動機(jī)構(gòu)4IB構(gòu)成PZT移動機(jī)構(gòu)。另外，在圖6所示的實(shí)施方式中，使透鏡的調(diào)整從下方的透鏡依次進(jìn)行，但當(dāng)然也 可以使透鏡的調(diào)整從上方的透鏡依次進(jìn)行。并且，圖7是表示具備如圖5所示的、從上方側(cè)照射測量光的測量頭210的偏心調(diào)整組裝裝置201的圖。另外，對與圖2所示的構(gòu)件對應(yīng)的構(gòu)件以在圖2所示的符號加上200 的符號表示，對于這些各構(gòu)件省略詳細(xì)說明。在此，對使用圖2所示的裝置1進(jìn)行的各透鏡的偏心量的測量，舉出一例進(jìn)行補(bǔ)充 說明。并且，在以下舉出在上述被檢透鏡組體5的各透鏡面51a、51b、52a，52b中，將透鏡 面52a作為被測面測量該偏心量的情況的例子進(jìn)行說明。此時(shí)，作為測量準(zhǔn)備，使用Z軸載 物臺40進(jìn)行測量頭10的高度調(diào)整，以使得測量頭10的光會聚點(diǎn)F位于透鏡面52a的焦點(diǎn) 面。將該調(diào)整結(jié)束后的被檢透鏡組體5的位置設(shè)成初始位置。<1>首先，設(shè)定測量點(diǎn)數(shù)N(N是3以上的任意的整數(shù)。例如N= 18)。<2>其次，從測量頭10對于被檢透鏡組體5照射投影規(guī)定的指標(biāo)圖案(通過分度 線的十字形的圖案)的測量光束而拍攝最初的圖像，拍攝后，使用旋轉(zhuǎn)載物臺23使被檢透 鏡組體5 (透鏡面52a)以旋轉(zhuǎn)軸E為中心旋轉(zhuǎn)360/N度(N = 18的情況下是20度)。<3>接著，在相對于攝像元件16的攝像面設(shè)定的坐標(biāo)系(可適當(dāng)設(shè)定為正交坐標(biāo) 系或極坐標(biāo)系等)中求出所拍攝的指標(biāo)像(指標(biāo)像)的像中心點(diǎn)的坐標(biāo)。該像中心點(diǎn)的坐 標(biāo)的求法(十字線的中心點(diǎn)的坐標(biāo)的特定方法)例如可以設(shè)成與上述的專利文獻(xiàn)3記載的 求法相同。<4>判定被測面(透鏡面52a)是否從初始位置以旋轉(zhuǎn)軸E為中心共計(jì)旋轉(zhuǎn)360度， 若判定為否，則重復(fù)上述順序<1> <3>，求出在每個(gè)旋轉(zhuǎn)位置拍攝的指標(biāo)像的像中心點(diǎn)的 坐標(biāo)。另外，在分析裝置31中進(jìn)行用于求各像中心點(diǎn)的坐標(biāo)所需的圖像處理或運(yùn)算處理， 并將求出的各像中心點(diǎn)的坐標(biāo)依次存儲在分析裝置31的儲存部。之后，求適合于各圖像中心點(diǎn)的近似圓而將該中心點(diǎn)作為測量基準(zhǔn)點(diǎn)來設(shè)定，將 從該測量基準(zhǔn)點(diǎn)至任意的像中心點(diǎn)為止的距離或近似圓的半徑作為被測面的偏心量來求 出。另外，此時(shí)的運(yùn)算處理也在分析裝置31中進(jìn)行。其次，用上述的圖3(A)、⑶對調(diào)整偏心時(shí)的、各計(jì)算方法加以補(bǔ)充說明。S卩，如圖3 (A)所示，能夠以使用2個(gè)PZT (壓電元件)的調(diào)整工具，調(diào)整X方向以 及Y方向的偏心，利用數(shù)學(xué)式計(jì)算此時(shí)的偏心調(diào)整量。S卩，將偏心測量值設(shè)為(ex，ey)，則相互以90度的角度設(shè)置的2個(gè)PZT62A、B的偏 心調(diào)整量、、‘例如通過以下式㈧計(jì)算(Pl表示與Y方向一致的方向，P2表示與X方向 一致的方向)。 并且，如圖3(B)所示，可以使用3個(gè)PZT調(diào)整X方向以及Y方向的偏心，此時(shí)的偏 心調(diào)整量也可以利用數(shù)式計(jì)算。S卩，將偏心測量值設(shè)為(ex，ey)，則相互以120度的角度設(shè)置的3個(gè)PZT62A、B、C的 偏心調(diào)整量LP1、LP2、LP3，例如通過以下式⑶計(jì)算(Pl表示與Y方向一致的方向，P2表示從 Y方向以逆時(shí)針方向旋轉(zhuǎn)120度后的方向，P3表示從Y方向以逆時(shí)針方向旋轉(zhuǎn)240度后的 方向)。
1數(shù)學(xué)式2
以上，對本發(fā)明的光學(xué)元件的偏心調(diào)整組裝方法的實(shí)施方式進(jìn)行了說明，但本發(fā) 明并不限于上述實(shí)施方式的形態(tài)，可將各種形態(tài)設(shè)成實(shí)施方式。例如，在上述實(shí)施方式中， 使上述被測面以規(guī)定軸為中心旋轉(zhuǎn)的同時(shí)，在每個(gè)不同的至少3個(gè)旋轉(zhuǎn)位置(例如每個(gè)相 隔120度的旋轉(zhuǎn)位置)拍攝由來自被測面的反射光形成在攝像面上的指標(biāo)像，基于在該每 個(gè)旋轉(zhuǎn)位置所拍攝的各指標(biāo)像的圖像中心點(diǎn)的坐標(biāo)，求出測量基準(zhǔn)點(diǎn)(由各圖像中心點(diǎn)形 成的近似圓的中心點(diǎn))，但本發(fā)明方法中，也可以代替此，通過在每個(gè)相隔180度的2個(gè)旋轉(zhuǎn) 位置拍攝由來自被測面的反射光形成在攝像面上的指標(biāo)像，求出所拍攝的各指標(biāo)像的圖像 中心點(diǎn)的坐標(biāo)的平均，從而求出上述測量基準(zhǔn)點(diǎn)。并且，也可以設(shè)置4個(gè)以上的調(diào)整1個(gè)透鏡的壓電元件。并且，作為上述載置構(gòu)件21，可以使用在其上方端面邊緣部支承被檢透鏡組體5 的圓柱形的構(gòu)件，但也可以使用如前述專利文獻(xiàn)3的圖3所示的、由V塊(V α 〃々)和 旋轉(zhuǎn)圓板構(gòu)成的卡盤機(jī)構(gòu)。并且，上述實(shí)施方式中，作為被檢光學(xué)元件舉出了被檢透鏡，但對多片在同軸上排 列而成的各種光學(xué)元件(例如，濾光片或棱鏡等)的組體也可應(yīng)用。并且，上述實(shí)施方式中，為投影指標(biāo)圖案使用了十字形的分度線，但也可以代替 此，將針孔(C > * 一 > )等其他形狀的分度線使用于對指標(biāo)圖案進(jìn)行投影。并且，在上述實(shí)施方式中使用的測量偏心量的裝置是觀察由來自被測面的反射光 形成的指標(biāo)像的光反射類型的裝置，但使用觀察由來自被測面的透射光形成的指標(biāo)像的光 透射類型的裝置來測量偏心量時(shí)，也可以應(yīng)用本發(fā)明。
權(quán)利要求
一種光學(xué)元件的偏心調(diào)整組裝方法，在多個(gè)光學(xué)元件在鏡筒內(nèi)同軸上排列而成的被檢光學(xué)元件組體中，測量該光學(xué)元件各自的偏心量，且一邊調(diào)整該偏心量一邊進(jìn)行該被檢光學(xué)元件組體的組裝，其特征在于，首先，在應(yīng)該構(gòu)成上述被檢光學(xué)元件組體的各光學(xué)元件中，僅將應(yīng)配置于排列方向中任意一方端部的第1光學(xué)元件配置在上述同軸上，并測量該第1光學(xué)元件的偏心量，基于該測量值以該第1光學(xué)元件的偏心量變小的方式調(diào)整該第1光學(xué)元件的設(shè)定位置，并在該調(diào)整后的位置使該第1光學(xué)元件保持于鏡筒，接著，將應(yīng)該相對于該第1光學(xué)元件而鄰接配置于與上述測量光的入射側(cè)相反側(cè)的第2光學(xué)元件配置在上述同軸上，并測量該第2光學(xué)元件的偏心量，基于該測量值調(diào)整該第2光學(xué)元件的設(shè)定位置以使得該第2光學(xué)元件的偏心量變小，在該調(diào)整后的位置使該第2光學(xué)元件保持于鏡筒，以后，同樣地，對于應(yīng)鄰接配置于與上述測量光的入射側(cè)相反側(cè)的光學(xué)元件，依次一邊測量上述偏心量一邊調(diào)整上述設(shè)定位置，并使其保持在鏡筒。
2.如權(quán)利要求1所述的光學(xué)元件的偏心調(diào)整組裝方法，其特征在于，上述偏心量的測量通過以下方式進(jìn)行，即在被測面照射投影了規(guī)定指標(biāo)圖案的測量 光，一邊使上述被測面以規(guī)定軸為中心旋轉(zhuǎn)，一邊在每個(gè)不同的至少3個(gè)旋轉(zhuǎn)位置或每個(gè) 相隔180度的2個(gè)旋轉(zhuǎn)位置拍攝由來自該被測面的反射光或透射光形成于攝像面的指標(biāo) 像，在針對上述攝像面而設(shè)定的坐標(biāo)系分別特定在每個(gè)該旋轉(zhuǎn)位置拍攝的各指標(biāo)像的像中 心點(diǎn)的坐標(biāo)，并基于該特定的各像中心點(diǎn)的坐標(biāo)數(shù)據(jù)，測量上述被測面的偏心量。
3.如權(quán)利要求1或2所述的光學(xué)元件的偏心調(diào)整組裝方法，其特征在于，上述光學(xué)元件的偏心量的測量通過如下方式進(jìn)行，即對上述光學(xué)元件的表里面的每 個(gè)，特定通過上述規(guī)定的每個(gè)各旋轉(zhuǎn)角度的上述指標(biāo)像的圓，并求出所特定的該圓的中心 點(diǎn)的坐標(biāo)，之后，對所求出的、關(guān)于上述光學(xué)元件的表里面的每個(gè)的、上述圓的中心點(diǎn)的坐標(biāo)差進(jìn) 行計(jì)算，將該計(jì)算出的值設(shè)為上述光學(xué)元件的偏心量。
4.一種光學(xué)元件的偏心調(diào)整組裝裝置，在多個(gè)光學(xué)元件在鏡筒內(nèi)同軸上排列而成的被 檢光學(xué)元件組體中，測量該光學(xué)元件各自的偏心量，且一邊調(diào)整該偏心量一邊進(jìn)行該被檢 光學(xué)元件組體的組裝，其特征在于，具備如下機(jī)構(gòu)光學(xué)元件配置機(jī)構(gòu)，其在上述同軸上從上述測量光的入射側(cè)依次配置應(yīng)構(gòu)成上述被檢 光學(xué)元件組體的各光學(xué)元件；偏心量測量機(jī)構(gòu)，其在當(dāng)每次在上述同軸上配置上述光學(xué)元件時(shí)，使用上述測量光測 量該配置后的上述光學(xué)元件的偏心量；設(shè)定位置調(diào)整機(jī)構(gòu)，其根據(jù)該測量的結(jié)果以使該光學(xué)元件的偏心量變小的方式調(diào)整該 光學(xué)元件的設(shè)定位置；光學(xué)元件保持機(jī)構(gòu)，其在該調(diào)整后的位置使該光學(xué)元件保持在鏡筒。
5.如權(quán)利要求4所述的光學(xué)元件的偏心調(diào)整組裝裝置，其特征在于，上述光學(xué)元件配置機(jī)構(gòu)還具備輸送每個(gè)上述光學(xué)元件的光學(xué)元件吸附機(jī)構(gòu)。
6.如權(quán)利要求4或5所述的光學(xué)元件的偏心調(diào)整組裝裝置，其特征在于，上述光學(xué)元件配置機(jī)構(gòu)還具備多個(gè)配置在上述光學(xué)元件的周圍、為調(diào)整該光學(xué)元件的 偏心量而僅以微小量按壓該光學(xué)元件的側(cè)面的壓電元件。
7.如權(quán)利要求6所述的光學(xué)元件的偏心調(diào)整組裝裝置，其特征在于， 上述多個(gè)壓電元件構(gòu)成對同一光學(xué)元件進(jìn)行協(xié)同調(diào)整的組，上述偏心調(diào)整組裝裝置，還具備PZT移動機(jī)構(gòu)，其使上述壓電元件移動到與該光學(xué)元 件的每個(gè)相對應(yīng)的位置，以使得能夠?qū)ι鲜龆鄠€(gè)光學(xué)元件的每個(gè)依次調(diào)整偏心量，該P(yáng)ZT移動機(jī)構(gòu)具備使上述壓電元件沿上述光學(xué)元件的排列方向移動的PZT上下方 向移動機(jī)構(gòu)，以及進(jìn)行使上述壓電元件沿上述光學(xué)元件的徑向出入的操作的PZT水平方向 移動機(jī)構(gòu)。
全文摘要
本發(fā)明提供一種光學(xué)元件的偏心調(diào)整組裝方法以及偏心調(diào)整組裝裝置，其僅安裝位于最靠測量光入射側(cè)的第1透鏡(S1)。其次，測量第1透鏡的偏心量(S2)，基于此測量值計(jì)算第1透鏡的位置調(diào)整量(S3)。接著，調(diào)整第1透鏡的偏心以使該偏心量接近0(S4)，再次測量第1透鏡的偏心量(S5)，判斷是否成為臨界值以下(S6)。大于臨界值時(shí)返回步驟3，臨界值以下時(shí)將第1透鏡粘合保持于透鏡鏡筒(61)的內(nèi)部(S7)。之后，判斷是否存在應(yīng)進(jìn)行安裝的下一個(gè)透鏡(S8)，若存在下一個(gè)透鏡則對該透鏡重復(fù)上述步驟(1～7)的處理。從而在被檢光學(xué)元件組體為將多片光學(xué)元件配置于同軸的組體時(shí)，作為系統(tǒng)整體，能使光學(xué)元件的偏心量測量、偏心調(diào)整以及光學(xué)元件的組裝高精度且有效地進(jìn)行。
文檔編號G02B7/02GK101907758SQ20101020010
公開日2010年12月8日 申請日期2010年6月8日 優(yōu)先權(quán)日2009年6月8日
發(fā)明者孫萍 申請人:富士能株式會社